旁路系统讲义讲解

1、A&D AS CS2 旁路及其控制系统旁路及其控制系统 旁路旁路- - 是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统 作用作用- - 将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引到下一级压力将锅炉产生的蒸汽不经过汽轮机而引到下一级压力 和温度的蒸汽管道或直接引入冷凝器和温度的蒸汽管道或直接引入冷凝器 组成组成- - 旁路蒸汽管道、阀门及其控制系统、执行机构旁路蒸汽管道、阀门及其控制系统、执行机构 A&D AS CS2 类型类型- - 大旁路：将锅炉产生的蒸汽直接引入冷凝器大旁路：将锅炉产生的蒸汽直接引入冷凝器 小旁路：高、低压两级旁路系统组成：小旁路：高、低压两级旁路系统组成： 高压旁

2、路高压旁路- -将蒸汽从锅炉引入再热器将蒸汽从锅炉引入再热器 低压旁路低压旁路- -将蒸汽从再热器出口引入冷凝器将蒸汽从再热器出口引入冷凝器 液压旁路液压旁路 电动旁路电动旁路 气动旁路气动旁路 旁路的种类旁路的种类 A&D AS CS2 主汽阀 调节汽阀 主蒸汽冷再热蒸汽 锅炉 再热调节汽阀 再热主汽阀 高旁管路 前置泵 热再热蒸汽 给水泵 低压缸 冷凝器 高压缸中压缸 连通管 PTPT TT 低压缸 低旁管路 低旁减温器 低旁压力阀 低旁喷水阀 PTTT PTTT 高旁压力阀 高旁喷水阀高旁喷水隔离阀 PTTT PT 给水管路 凝结水管路 高压放汽阀 高排通风阀 高排逆止阀 再热器 典型旁

3、路系统典型旁路系统 A&D AS CS2 旁路系统的功能旁路系统的功能 缩短启动时间缩短启动时间 改善机组冷、热、温态启动性能改善机组冷、热、温态启动性能 适应高压缸、中压缸启动适应高压缸、中压缸启动 减小机组热应力减小机组热应力 调节蒸汽参数，适应汽机缸壁温度调节蒸汽参数，适应汽机缸壁温度 适应机组定压、滑压运行适应机组定压、滑压运行 停机、甩负荷停机、甩负荷 冷却、保护锅炉、再热器冷却、保护锅炉、再热器 协调锅炉与汽机蒸汽量的不平衡，稳定锅炉运行协调锅炉与汽机蒸汽量的不平衡，稳定锅炉运行 帮助汽机维持空转或带厂用电帮助汽机维持空转或带厂用电 回收工质回收工质 A&D AS CS2 XDPS

4、400XDPS400 VCC 阀门驱动 阀门驱动阀位反馈 DI 开关量输入 阀门开关状态 凝汽器保护信号 DO 开关量输出 阀门快开、快关 阀门闭锁 AI 模拟量输入 高旁压力、温度 低旁压力、温度 AO 模拟量输出 阀门开度 高旁流量 分散处 理单元 I/O控制总线 实时数据高速公路 管理数据高速公路 操作员站 （与DEH公用） 工程师站 （与DEH公用） 控制柜控制柜 电源电源 分散处理单元分散处理单元 输入输入/ /输出卡输出卡 端子板端子板 站控制卡站控制卡。 旁路系统配置旁路系统配置 A&D AS CS2 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板端子板

5、5V 5V #2#1 24V 24V #2#1 DPUDPU #1#2 I/O卡件 BPCBPC 电源分配箱 前面背面 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板 端子板端子板 5V 5V #2#1 24V 24V #2#1 DPUDPU #1#2 BPC I/O卡件 ATC+BPCATC+BPC 电源分配箱 前面背面 ATC I/O卡件 独立的独立的BPC控制系统控制系统DEH和和BPC安装在一起安装在一起 旁路系统外形旁路系统外形 A&D AS CS2 自动控制自动控制 1 1。按下。按下“启动启动”按钮后，按钮后，BPC-IBPC-I自动完成启动、定压、滑自动完成启动

6、、定压、滑 压的整个过程压的整个过程 2 2。BPC-IBPC-I具有以下具有以下4 4个控制回路个控制回路 高旁压力调节高旁压力调节 高旁温度调节高旁温度调节 低旁压力调节低旁压力调节 低旁温度调节低旁温度调节 阀位软手操阀位软手操 在在CRT上手动操作各个旁路阀门上手动操作各个旁路阀门 可分别投入可分别投入“自动自动”，“软手操软手操”运行方式运行方式 硬手动控制（可选）硬手动控制（可选） 通过硬手操盘直接操作阀门通过硬手操盘直接操作阀门 旁路控制方式旁路控制方式 A&D AS CS2 启动方式启动方式 最小开度控制最小开度控制-提供主蒸汽通道提供主蒸汽通道 最大开度控制最大开度控制 定压

7、运行定压运行 达到冲转压力，维持机前压力达到冲转压力，维持机前压力 汽机进汽后，高旁逐渐关闭汽机进汽后，高旁逐渐关闭 滑压运行滑压运行 高旁关闭后，进入滑压方式高旁关闭后，进入滑压方式 限制升压率限制升压率 BPEBPE控制阀后温度控制阀后温度 BPBP、BPEBPE、BDBD联锁联锁 高压旁路控制高压旁路控制 A&D AS CS2 时间 Pmax Pmin Ymin Proll 转速 开度 汽压设定 Ymax 定压 冲转 并网 负荷 滑压 最大 开度 启动 升压 P 汽压 最小 压力 启动方式定压方式滑压方式 旁路启动曲线旁路启动曲线 A&D AS CS2 启动按钮 S R 1 0 OR 旁

8、路手动 高旁入口压力 冲转压力 H/ 高旁开度 /L AND N 脉冲 延时 启动方式 定压方式 滑压方式 旁路运行方式旁路运行方式 AND A&D AS CS2 高旁压力定值高旁压力定值 高旁压力 Pbp 高旁开度 Ybp Ts 1 - TT F(x) + + 最大开度 Ymax P + 0.01定压方式滑压方式 + + 高旁压力定值 Pbps K+ + - Pmax Pmin t P 最小开度：最小开度： PS= Pmin 最大开度：最大开度： PS= Pbp 定压方式：定压方式： PS= Proll 滑压方式：滑压方式： PS= Pbp +P A&D AS CS2 高旁压力定值高旁压力定

9、值2 2 当旁路系统处于启动方式时，由于主蒸汽压力小于给定值发生器输出的最小压 力定值，因此PID调节器的输入为负值。这时，PID调节器输出为最小阀位 Ymin 。当主蒸汽压力上升到给定值发生器输出的最小压力定值Pmin，并继续 增长时，PID调节器输出的阀位定值在原来整定的最小开度Ymin基础上逐渐增 大。Ys与高旁阀最大开度Ymax比较，其差值送入给定值发生器， Ys Ymax，给定 值发生器输入为正值，给定值发生器输出由Pmin开始上升。因此随着主蒸汽 压力的上升，主蒸汽压力给定值也跟踪上升。 当主蒸汽压力上升到冲转压力时，逻辑回路使旁路系统转为定压方式运行。主 蒸汽压力保持在切换瞬间的

10、值，即冲转压力。随着汽轮机冲转后耗汽量的增加 ，高旁阀逐渐关闭，当高低旁路阀完全关闭后，系统转为滑压运行方式。主蒸 汽压力设定值主蒸汽压力P。 A&D AS CS2 K Y= Ybpe Y= 选择 RTL P 1+Ts 1 启动 A Pbp Ps Kd dt K 滑 压 滑压 定压 A dp Ymax A Kd dt A M Ybp AM Ybp 设定 Tbp设定 Ybpe 设定 Pbp设定 f(P,Ybp,T) 高旁流量 + + + - 去汽轮机 来自锅炉 Tbp + -+ - 去再热器 Tbpext BPBPEBD 速率限制 Pbp 快开/快关 给水 高旁控制原理图高旁控制原理图 A&D

11、AS CS2 1 高压旁路温度控制回路 高压旁路温度控制回路 当旁路系统运行时，温度控制回路通过喷水阀向高旁阀的蒸汽膨胀室喷水冷却蒸汽 ，以保持高旁阀后温度为设定值。高旁阀后实际温度与温度设定值比较，得到温度 控制的偏差，送入BPC温度控制PID调节器，PID调节器的输出即作为高旁喷水阀位 给定值的一部分，送入阀位控制回路。 为了改善温度控制特性，特别是蒸汽流量大时减少喷水量的过调和蒸汽流量过小时 ，增强喷水量的稳定性，采用PD环节补偿测温元件的时间延迟，同时动态地改变控 制器的放大信号，使之与蒸汽流量相匹配。 蒸汽流量是由主蒸汽压力与高旁阀开度经函数转换得到的通流面积相乘而算出的。 蒸汽流量

12、信号与PID调节器的输出信号相乘得到喷水阀的阀位定值信号。 当高旁阀开度 2时，阀位定值仅由温差和蒸汽流量决定。当 2时，BD阀全开， 2时，BD阀全 关，BD的开启和关闭在CRT上有指示。当BD阀不在全开或全关位置时，BD阀开、关 指示灯将闪烁。 A&D AS CS2 最小开度最小开度 按调节级压力控制按调节级压力控制 低旁流量限制低旁流量限制 根据低旁流量根据低旁流量 LBPLBP、LBPELBPE联锁联锁 低压旁路控制低压旁路控制 Pimp调节级压力 max min Ps 压力设定点 最小开度：最小开度： PS= Pmin 定压方式：定压方式： PS= (Prhpo /Pimpo)*Pi

13、mp 滑压方式：滑压方式： PS= Plbp +P 0 0 IMP RHP P P K A&D AS CS2 K Y= Ylbpe Y= Plbp Ps K d dt K AM Ylbp Ylbp 设定 去汽轮机 来自锅炉 Tlbp + -+ - LBP 冷却器 凝结水 快开/快关 HP max min Ps Pimp LBPE 去冷凝器 f(P,Ylbp,T) 流量限制 Pimp 高旁来汽 Plbpe Pmax 低旁控制原理图低旁控制原理图 A&D AS CS2 低压旁路的压力控制特性如图12所示。在启动阶段为启动方式。此时低旁阀开度为最小值， 压力设定值为最小压力定值。当汽轮机冲转时，低压

14、旁路控制回路维持此最小压力不变。大 约在30以上负荷时，再热器出口压力与负荷成正比。在此阶段中，汽轮机中低压部分运行 在滑压方式。低压旁路的压力定值为再热器出口压力加上一个固定的偏差P，以保证低旁阀 LBP在关闭状态。而再热器出口的压力给定值则由汽轮机高压缸调节级压力乘上一个系数得 到，此系数为： 式中：-额定负荷下热再热压力；Mpa -额定负荷下调节级压力；Mpa 图中最大压力定值为低旁最大压力定值，它应小于再热器安全门的动作压力，最小压力定值 一般即整定为低旁压力最小控制值。 低旁压力定值与再热器出口压力进行比较后得到的差值即送入PID调节器进行处理，PID调 节器的输出即为低旁阀的阀位给

15、定值。低旁阀的阀位回路工作原理与高旁阀相同。 为了防止旁路运行时凝汽器过载，必须限制低压旁路的蒸汽流量。一般通过限制低旁阀后压 力来实现这一目的。低旁阀后压力与代表最大蒸汽流量的压力限制值比较，当 时，经过低 选，将此信号送入PID调节器，限制PID的输出上限，使低旁阀LBP向关闭方向动作。 A&D AS CS2 低压旁路温度控制回路是低压旁路压力控制回路的随动系统 。由低旁调节系统方框图13中可以看出，通过低压旁路阀的 开度转换为相应的通流面积与再热器出口压力及低旁入口温 度运算后，得到通过低旁阀的蒸汽流量，再经函数转换成低 旁阀的阀位给定值，送入LBPE的阀位控制回路。 A&D AS CS

16、2 旁路阀与减温阀开启、关闭联锁旁路阀与减温阀开启、关闭联锁 高压旁路与低压旁路联锁高压旁路与低压旁路联锁 快开：先开低旁，再开高旁快开：先开低旁，再开高旁 快关：先关高旁，再关低旁快关：先关高旁，再关低旁 低旁流量限制低旁流量限制 低旁快关低旁快关-保护冷凝器保护冷凝器 冷凝器真空低冷凝器真空低 冷凝器温度高冷凝器温度高 低旁减温器后温度高低旁减温器后温度高 喷水压力低喷水压力低 冷凝器水位高冷凝器水位高 旁路切除旁路切除-DEHDEH闭锁旁路开关闭锁旁路开关 快关优先于快开快关优先于快开 旁路保护与联锁旁路保护与联锁 快 关 逻 辑 快 开 逻 辑 快关信号 快开动作 快开信号 快关动作

17、A&D AS CS2 旁路执行机构旁路执行机构 A&D AS CS2 BDBPBPE BPBP、BPEBPE、BDBD A&D AS CS2 LBP LBPE LBPLBP、LBPELBPE A&D AS CS2 双侧作用油缸双侧作用油缸 开启力较小开启力较小 便于保位便于保位 伺服阀伺服阀- -闭锁阀联合控制闭锁阀联合控制 防止伺服阀卡涩防止伺服阀卡涩 可以保持当前阀位可以保持当前阀位 开关电磁阀开关电磁阀 伺服阀卡涩后，闭锁阀闭锁伺服阀卡涩后，闭锁阀闭锁 电磁阀实现开关电磁阀实现开关 大流量电磁换向阀大流量电磁换向阀 实现低旁快关实现低旁快关 执行机构特点执行机构特点 A&D AS CS2

18、 旁路操作画面旁路操作画面 A&D AS CS2 旁路系统画面旁路系统画面 A&D AS CS2 主汽阀调节汽阀 主蒸汽 冷 再 热 蒸 汽 再热调节汽阀 再热主汽阀 热再热蒸汽 低压缸 冷凝器 高压缸 中压缸 连通管 低旁压力阀 高旁压力阀 高排通风阀 高排逆止阀 再热器 倒暖阀 放汽阀 旁路与中压缸启动旁路与中压缸启动- -杨柳青杨柳青 A&D AS CS2 中压缸启动中压缸启动 倒暖阀对高压缸进行预暖倒暖阀对高压缸进行预暖 高排通风阀关闭，高压疏水阀和放汽阀打开高排通风阀关闭，高压疏水阀和放汽阀打开 DEHDEH控制倒暖阀开度，通过将冷再热蒸汽从高压缸末端引入控制倒暖阀开度，通过将冷再热蒸汽从高压缸末端引入 ，从高压缸疏水阀和高压缸前端进汽管路上的放汽阀排出，从高压缸疏水阀和高压缸前端进汽管路上的放汽阀排出， 来预热高压缸。来预热高压缸。 当高压缸下半第一级金属温度当高压缸下半第一级金属温度204204后，即认为预热完成。后，即认为预热完成。 随后将高排通风阀打开，倒暖阀关闭随后将高排通风